Çözünmüş Oksijen Sensörü

Laboratuvar ve saha uygulamaları için aşağıdaki çözünmüş oksijen sensörü teknolojileri kullanılabilir:

a. Optik çözünmüş oksijen elektrodu (InLab OptiOx)

b. Polarografik çözünmüş oksijen elektrodu (InLab 605)

c. Galvanik çözünmüş oksijen elektrodu (LE621)

Optik çözünmüş oksijen elektrodunda, sensörün ucundaki membranın içine eklenen özel bir boya kullanılır (şekilde gösterildiği gibi). Bu boya, sensör tarafından dâhilî olarak yayılan mavi ışığı emerek uyarılabilir. Uyarılan boya, normal durumuna geri dönerken kırmızı renkli bir ışık yayarak ışır. Bu ışık, sensörün içindeki fotodedektör tarafından ölçülür. Membranın dış yüzeyinde oksijen molekülleri olduğunda, bu moleküller, uyarılan boyanın fazla enerjisini emebilir. Moleküller, bunu yaparak, fotodedektöre ulaşan florışıma miktarını azaltır (söndürür). Numunedeki oksijen miktarı arttıkça florışımadaki sönme de artar, ölçülen sinyal azalır. Sensör, bir de kırmızı ışık kaynağı içerir. Bu ışık, boyayı uyarmaz ve bu nedenle florışımaya sebep olmaz, ancak boya tarafından yansıtılır ve fotodedektör tarafından ölçülür. Kırmızı ışık, boyanın bozulması veya dedektörün sıcaklığa bağlı hassasiyeti gibi faktörlerin algılanan ışıkta yarattığı ve oksijen söndürmesi ile ilgili olmayan azalmaya karşılık gelecek bir referans olarak kullanılır. Daha ayrıntılı bilgileri aşağıdaki videodan edinebilirsiniz.
 

Elektrotta, altın veya platinden yapılmış metal bir katot tarafından çevrelenmiş gümüş bir anot bulunur. Bu elektrotlar, cihazın sağladığı sabit bir voltajla polarize edilir. Bunun sonucunda anot artı yükle yüklenirken katot ise eksi yükle yüklenir. Elektrolit olarak KCl kullanılır ve kendisini numuneden ayıran bir membranın içinde bulunur. Oksijen elektroda girdiğinde, oksijen molekülleri hidroksit iyonları oluşturmak üzere katotta indirgenir. Polarizasyon potansiyeli sabit tutulduğundan, oksijen reaksiyonu elektrik sinyalini artırır. Bu etki, numunedeki oksijenin kısmi basıncıyla orantılıdır. Elektrot, gümüş anodun oksitlendiği ve tüketildiği kimyasal bir reaksiyonu kullanır. Buna karşılık katot, metaldir ve reaksiyona katkıda bulunmaz. Onun yerine, anottan tel yoluyla aktarılan elektronlar tarafından oksijenin indirgeneceği bir yüzey sağlar.

İki elektrot içeren sensörde, anot genellikle çinko veya kurşundan yapılırken katot genellikle gümüşten veya başka bir metalden yapılır. Elektrotlar, aralarında akımın akmasını sağlayacak şekilde tellerle birbirine bağlıdır. Bu bileşenlerin çevresi, oksijene karşı seçici geçirgenliğe sahip bir membran içine alınmış bir gövdeyle çevrelenmiştir (şekilde gösterildiği gibi). Elektrolit, sulu ve alkalik olmalıdır. Oksijenin elektroda girişi, anodun oksitlendiği (elektron verdiği) ve tüketildiği bir kimyasal reaksiyona sebep olur.
Buna karşılık katot, metaldir ve reaksiyona katkıda bulunmaz. Amacı, oksijenin üzerine indirgeneceği bir yüzey oluşturmaktır. Tel yoluyla anottan katoda taşınan elektronlar bir akım üretir ve bu akım çözünmüş oksijen ölçüm cihazında ölçülebilir. Sisteme giren oksijen miktarı arttıkça üretilen akım da artar.
 

Sonuç olarak, galvanik sensörler ısınma süresine ihtiyaç duymaz ve düşük çözünmüş oksijen seviyelerinde polarografik problara kıyasla daha stabildir. Buna karşılık, polarografik sensörlerin kullanım ömrü daha uzundur. Her bir sensörün çalışma prensibiyle ilgili daha fazla bilgi için lütfen yukarıdaki 3 ve 4. sorulara bakın.

a. Elektrokimyasal sensörler, membran bütünlüğü açısından kontrol edilmelidir. Ayrıca, elektrolit dolumu uygulanıyorsa elektrolitin doğru şekilde yenilenmesi sağlanmalıdır.
b. Polarografik sensörleri kullanırken sensörün uygun şekilde polarizasyonu sağlanmalıdır.
c. Optik laboratuvar çözünmüş oksijen sensörleri, kullanımdan önce herhangi bir hazırlık yapılmasını gerektirmez.

Birçok uygulamada, standart oksijen ölçümleri için %100 oksijen satürasyonunda (suya doymuş hava) tek noktalı bir kalibrasyon yeterlidir. Düşük oksijen konsantrasyonu ölçümlerinde (%10'un veya 0,8 mg/l'nin altı), oksijen içermeyen bir standart çözeltisinin kullanıldığı (%0'lık oksijen satürasyonuna karşılık gelen) ikinci bir kalibrasyon noktası olması tavsiye edilmektedir. Bu amaçla, içindeki çözünmüş oksijeni tamamen yok etmek üzere suda sıfır oksijen tabletleri çözülür.

Sensörler ölçüm sırasında oksijen tükettikleri için, elektrokimyasal laboratuvar çözünmüş oksijen sensörleri kullanılırken numunenin karıştırılması gerekir. Karıştırma, sabit bir hızda yapılmalıdır. Elektrokimyasal sensörlerin aksine, optik DO elektrotları oksijen tüketmediğinden karıştırmayı gerektirmez. Ölçüm süresini azaltmak için, sensörün ucu numuneye ölçüme başlamadan önce daldırılmalıdır. Bu prosedür, oksijen konsantrasyonunun ve sıcaklığın dengelenmesine olanak tanıyacaktır. Sensörün ucunda hava kabarcığı olmamalıdır. Aksi takdirde, hava kabarcıklarının oksijen konsantrasyonu da ölçülecek, bu da yanlış sonuçlara yol açacaktır.  

• Genel depolama ipuçları:
  Ölçüm sonrasında sensör suyla temizlenmeli ve yumuşak bir bezle silinmelidir. Özellikle biyolojik numunelerin ölçümlerinde mikrobiyolojik büyümeden dikkatle kaçınılmalıdır. Sensörler, ideal performans için güvenli bir ortamda 5 ila 45°C sıcaklıkta depolanmalı; hızlı sıcaklık değişimlerinden kaçınılmalıdır.
  
  
• Laboratuvar uygulamaları için galvanik çözünmüş oksijen sensörü:
  Kısa süreli depolama için sensör deiyonize suyla çalkalanmalı ve bir depolama çözeltisinin içine yerleştirilmelidir. Uzun süreli depolama için, sensör ek olarak kısa devre edilmeli (sürekli kendi kendine polarizasyon sebebiyle aşınmayı önlemek için) ve serin bir yerde depolanmalıdır.
  
  
• Laboratuvar uygulamaları için polarografik çözünmüş oksijen sensörü:
  Kısa süreli depolama sırasında 6 saatlik polarizasyon koşulunu uygulamayın. Sensör, cihaza bağlı bırakılabilir. Uzun süreli depolamada, sürekli polarizasyon sensörün kullanım ömrünü aşamalı olarak azaltacağından sensör cihazdan ayrılmalıdır. Sensörün iç elektroliti doldurulduğu ve koruyucu kapak membranın üzerine yerleştirildiği sürece, sensör aylarca depolanabilir. Bununla birlikte, üç aylık depolamanın ardından sensörü yeniden kullanmanız gerektiğinde elektrolitin değiştirilmesi gerekir. Altı aydan uzun süreli bir depolama düşünülüyorsa elektrolit boşaltılmalıdır.
  
  
• Optik laboratuvar çözünmüş oksijen sensörü:
  Optik sensörler kuru depolanmalıdır. Çıkartılabilir membran modülüne sahip sensörlerde, performans azalmaya başlar başlamaz bu membran değiştirilmelidir.

Taşınabilir sistemin tamamının ıslak ve zorlu ortamlara dayanabilmesini sağlayacak şekilde, sensörlerin büyük bölümü IP67 sertifikalıdır.

Laboratuvar çözünmüş oksijen problarımızın çoğu, numunenin doğru sıcaklığını ölçmeye yardımcı olan entegre bir sıcaklık probu ile temin edilir.

Elbette. Fiberglas takviyeli PPS gövde ve çelik kafesle korunan ölçüm membranı, sensörü zorlu uygulamalar için ideal hâle getirir.

Biyokimyasal oksijen ihtiyacı (BOD), belirli bir sıcaklıkta ve aerobik koşullar altında organik maddeyi ayrıştırırken bakteriler ve diğer mikroorganizmalar tarafından tüketilen oksijen miktarını temsil eder. Sudaki organik kirlilik derecesine işaret eden BOD, su arıtma tesislerinde önemli bir parametredir. Daha fazla bilgi edinmek için, bu konuya özel kılavuzumuza başvurabilirsiniz: Teoriden Pratiğe Biyokimyasal Oksijen İhtiyacı. SevenExcellence çözünmüş oksijen ölçüm cihazımızı kullanarak, çok kısa bir sürede kendi BOD belirleme prosesinizi oluşturmanız mümkündür.

Evet. InLab OptiOx, BOD ölçümü için mükemmel seviyede donanımlıdır. Özel OptiOx BOD adaptörü, sensörü standart BOD kaplarının tümünde ölçüm yapmaya uygun hâle getirir.

Hayır. InLab OptiOx'un sağlam tasarımı ve uyumlu aksesuarları, onu gerek laboratuvardaki gerek açık havadaki çeşitli uygulamalar için ideal hâle getirir. Çelikten yapılmış OptiOx koruyucusu (aşağıda gösterilmiştir) zararlı ortamlarda sensörün korunmasını sağlar. Hafifliği sebebiyle daha aşağıdaki ölçüm noktalarına kolaylıkla uzatılabilir.